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多腔体心脏磁场模型的研究与应用

朱俊杰 蒋式勤 王伟远 赵晨 王永良 李文生 权薇薇

多腔体心脏磁场模型的研究与应用

朱俊杰, 蒋式勤, 王伟远, 赵晨, 王永良, 李文生, 权薇薇
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  • 利用核磁共振图像(MRI)中提取的人体和心脏边界,根据边界元方法(BEM)建立了一个考虑左、右心房和心室的多腔体心脏磁场模型. 分析了用该模型得到的36通道心脏磁场数据和特定时刻的磁场图. 并在此基础上,研究了完全性右束支传导阻滞(CRBBB)和完全性左束支传导阻滞(CLBBB)病人ST-T段的心脏电活动. 结果显示,用移动单电流偶极子模拟的单束支电兴奋传导所产生的磁场图与用超导量子干涉器(SQUID)测量的CRBBB/CLBBB病人数据绘制的心脏复极时的心磁图(MCG)十分相似. 结果表明,该多腔体心脏BEM模型可用于CLBBB/CRBBB病人心脏磁场逆问题的研究. 此外,文中给出了两个评价指标:测量平面上多腔体与单腔体的心脏磁场强度极大值之比,以及两种模型的36个测量点上磁场强度均方根之比. 分析表明,多腔体心脏模型更贴近人体心脏的实际情况. 该模型中心脏组织电导率参数的取值,以及等效电流偶极子的位置和个数决定了磁场的强度和分布.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60771030)、国家高技术研究发展计划(批准号:2008AA02Z308)、 上海市重点基础研究发展计划(批准号:08JC1421800)、上海市重点学科建设项目(批准号:B004)、信息功能材料国家重点实验室(中国科学院上海微系统与信息技术研究所)开放课题和上海市医学图像处理与计算机辅助手术重点实验室开放课题(批准号:13DZ2272200-2)资助的课题.
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    Tang F K, Hua N, Lu H, Tang X Z, Wang Q, Ma P 2011 Chin. Phys. B 20 010702

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-28
  • 修回日期:  2013-12-20
  • 刊出日期:  2014-03-05

多腔体心脏磁场模型的研究与应用

  • 1. 同济大学电子与信息工程学院, 控制科学与控制工程系, 上海 201804;
  • 2. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050;
  • 3. 复旦大学上海医学院数字医学研究中心, 上海市医学图像处理与计算机辅助手术重点实验室, 上海 200032;
  • 4. 瑞金医院心内科, 上海交通大学医学院, 上海 200025
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:60771030)、国家高技术研究发展计划(批准号:2008AA02Z308)、 上海市重点基础研究发展计划(批准号:08JC1421800)、上海市重点学科建设项目(批准号:B004)、信息功能材料国家重点实验室(中国科学院上海微系统与信息技术研究所)开放课题和上海市医学图像处理与计算机辅助手术重点实验室开放课题(批准号:13DZ2272200-2)资助的课题.

摘要: 利用核磁共振图像(MRI)中提取的人体和心脏边界,根据边界元方法(BEM)建立了一个考虑左、右心房和心室的多腔体心脏磁场模型. 分析了用该模型得到的36通道心脏磁场数据和特定时刻的磁场图. 并在此基础上,研究了完全性右束支传导阻滞(CRBBB)和完全性左束支传导阻滞(CLBBB)病人ST-T段的心脏电活动. 结果显示,用移动单电流偶极子模拟的单束支电兴奋传导所产生的磁场图与用超导量子干涉器(SQUID)测量的CRBBB/CLBBB病人数据绘制的心脏复极时的心磁图(MCG)十分相似. 结果表明,该多腔体心脏BEM模型可用于CLBBB/CRBBB病人心脏磁场逆问题的研究. 此外,文中给出了两个评价指标:测量平面上多腔体与单腔体的心脏磁场强度极大值之比,以及两种模型的36个测量点上磁场强度均方根之比. 分析表明,多腔体心脏模型更贴近人体心脏的实际情况. 该模型中心脏组织电导率参数的取值,以及等效电流偶极子的位置和个数决定了磁场的强度和分布.

English Abstract

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